深入解讀“工業(yè)4.0”概念及其重要意義(圖文版)
非常高興有機會(huì )能和大家一起交流對德國工業(yè)4.0的理解和認識。今年10月初，克強總理訪(fǎng)德期間，中德簽署了《中德合作行動(dòng)綱要：共塑創(chuàng )新》，提出兩國將開(kāi)展工業(yè)生產(chǎn)的數字化（工業(yè)4.0）合作。苗圩部長(cháng)在講到德國工業(yè)4.0與中國兩化深度融合關(guān)系時(shí)，用了三個(gè)關(guān)鍵詞：如出一轍、異曲同工、殊途同歸。
換句話(huà)說(shuō)，對德國工業(yè)4.0理解和認識的深化，也就是對中國兩化深度融合戰略理解和認識的深化。因此有必要對德國工業(yè)4.0提出的時(shí)代背景（為什么？）、基本概念（是什么？）、我們的理解認識（如何看？）以及啟示意義（怎么干？）做一些更深入的研究，這些研究將有利進(jìn)一步加快推進(jìn)實(shí)施中國的兩化深度融合戰略。
今年10初和苗圩部長(cháng)一起去德國訪(fǎng)問(wèn)，與德國經(jīng)濟和能源部，德國工業(yè)4.0發(fā)起協(xié)會(huì )德國信息通信與新媒體協(xié)會(huì )（BITKOM）、機械設備制造業(yè)聯(lián)合會(huì )（VDMA）、電子電氣制造商協(xié)會(huì )（ZVEI）以及大眾、博世、SAP、西門(mén)子負責人和專(zhuān)家代表進(jìn)行了座談交流。
結合當前全球信息技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展的趨勢，談?wù)剬Φ聡I(yè)4.0一些認識和感受，概括起來(lái)就是四個(gè)基本問(wèn)題，德國工業(yè)4.0：為什么？是什么？如何看？怎么干？這是一個(gè)內部的研討會(huì )，我談?wù)勛约簜�(gè)人的一點(diǎn)學(xué)會(huì )體會(huì )，不代表任何組織，不對之處請大家批評指正。
一、為什么？
2011年德國漢諾威工業(yè)博覽會(huì )上，德國相關(guān)協(xié)會(huì )提出工業(yè)4.0的初步概念，此后德機械設備制造聯(lián)合會(huì )等協(xié)會(huì )牽頭，來(lái)自企業(yè)、政府、研究機構的專(zhuān)家成立了“工業(yè)4.0工作組”進(jìn)一步加強工業(yè)4.0的研究并向德國政府進(jìn)行報告，2013年發(fā)表了工業(yè)4.0標準化路線(xiàn)圖，組建設了由協(xié)會(huì )和企業(yè)參與的工業(yè)4.0平臺（Platform-i4.0），德國政府也將工業(yè)4.0納入《高技術(shù)戰略2020》中，工業(yè)4.0正式成為一項國家戰略。
目前，德國正計劃制訂推進(jìn)工業(yè)4.0的相關(guān)法律，把工業(yè)4.0從一項產(chǎn)業(yè)政策上升為國家法律。德國工業(yè)4.0在很短的時(shí)間內得到了來(lái)自黨派、政府、企業(yè)、協(xié)會(huì )、院所的廣泛認同，并取得一致共識，從一個(gè)來(lái)自民間的概念迅速演變國家產(chǎn)業(yè)戰略，正從一個(gè)產(chǎn)業(yè)政策上升為國家法律。工業(yè)4.0在這么短的時(shí)間內在德國得到廣泛認同，有其偶然性也有必然性，這種認識來(lái)自于德國長(cháng)期以來(lái)把工業(yè)作為國家經(jīng)濟的基石，來(lái)自于信息通信技術(shù)給工業(yè)帶來(lái)的革命性影響，也來(lái)自于新一輪科技革命中對德國工業(yè)地位擔憂(yōu)。概括起來(lái)，主要是由于三種意識：危機意識、機遇意識和領(lǐng)先意識。
1、危機意識
德國是傳統的科技工業(yè)強國，但是在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命中，傳統的競爭優(yōu)勢受到了來(lái)自各方面的挑戰，一部分新興產(chǎn)業(yè)成長(cháng)乏力，各界對德國未來(lái)發(fā)展表現出某種憂(yōu)慮。
1)是對新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新能力的憂(yōu)慮。
信息通信技術(shù)是全球新一輪產(chǎn)業(yè)變革中最具活力的技術(shù)，德國各界的普及共識是，德國乃至整歐洲喪失了全球信息通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇。在全球產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新最活躍的互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，全球市值最大20個(gè)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中沒(méi)有歐洲企業(yè)，歐洲的互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)基本被美國企業(yè)壟斷，德國副部理兼經(jīng)濟和能源部長(cháng)加布里爾曾說(shuō)，德國企業(yè)的數據由美國硅谷的四大科技把持，這正是他所擔心的。
全球通信產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但歐洲企業(yè)節節敗退，僅有少數企業(yè)在苦苦支撐。歐洲的集成電路公司紛紛轉型設計企業(yè)，并不斷從消費市場(chǎng)退出。當前，美國的互聯(lián)網(wǎng)以及ICT巨頭與傳統制造業(yè)領(lǐng)導廠(chǎng)商攜手，GE、思科、IBM、AT&T英特爾等80多家企業(yè)成立了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟，重新定義制造業(yè)的未來(lái)，并在技術(shù)、標準、產(chǎn)業(yè)化等方面做出一系列前瞻性布局，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與成為美國先進(jìn)制造伙伴計劃的重要任務(wù)之一。歐洲及德國對新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新能力及對未來(lái)發(fā)展前景表現出了一種深深的憂(yōu)慮。
2)是對傳統產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢的憂(yōu)慮。
德國傳統工業(yè)在全球的競爭優(yōu)勢仍十分突出，但是在新一代信息技術(shù)與工業(yè)加速融合，產(chǎn)品、裝備、工藝、服務(wù)智能化步伐不斷加快的背景下，德國能否跟上時(shí)代發(fā)展的潮流，德國各界有深刻的危機意識。
德國總理默克爾也指出，目前90%的創(chuàng )新在歐洲之外產(chǎn)生，歐洲不能錯失下一代工業(yè)技術(shù)變革。默克爾同時(shí)對德國的制造業(yè)能否及時(shí)與現代的信息和通訊技術(shù)實(shí)現對接，保障德國制造業(yè)在世界上的領(lǐng)先地位表示擔憂(yōu)。德國企業(yè)界對美國再工業(yè)化、中國制造業(yè)發(fā)展給予了充分的關(guān)注，2014年6月24日，德國機械協(xié)會(huì )（VDMA）主席在日本說(shuō)，德國和日本攜手應用中國的挑戰。
德國信息技術(shù)、通訊、新媒體協(xié)會(huì )工業(yè)4.0部部長(cháng)曾說(shuō)，不僅僅亞洲對德國工業(yè)構成競爭優(yōu)威脅，美國正通過(guò)各種計劃應對“去工業(yè)化”，加快先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展。
3)是對國家產(chǎn)業(yè)戰略方向的憂(yōu)慮。
2008年國際金融危機后，新一代信息技術(shù)的突破擴散及與工業(yè)融合發(fā)展，引發(fā)了國際社會(huì )對第三工業(yè)革命、能源互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數字化制造等一系列發(fā)展理念和發(fā)展模式的廣泛討論和思考。
以美國、歐盟、日本、韓國等紛紛制訂了一系列規劃和行動(dòng)計劃，實(shí)施制造業(yè)回歸戰略。這既體現了發(fā)達國家對制造業(yè)傳統發(fā)展理念的深刻反思，也反映了其搶占新一輪國際制高點(diǎn)意圖和決心。德國作為全球制造業(yè)強國，在新一輪技術(shù)變革中能不能找到工業(yè)發(fā)展方向并引領(lǐng)全球工業(yè)發(fā)展，是德國各界廣泛關(guān)注的問(wèn)題。2、機遇意識
在與德國工業(yè)4.0參與方交流中，我們能深切體會(huì )到，盡管德國各界對有些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的不盡如人意表現出了憂(yōu)慮，但對德國傳統優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的競爭力還是表現出強烈的自信，認為德國工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展面臨許多機遇。
1)是市場(chǎng)機遇。
信息通信技術(shù)與制造業(yè)融合發(fā)展帶來(lái)一個(gè)重要變革就是智能制造時(shí)代的來(lái)臨，云計算、大數據、人工智能、機器學(xué)習等驅動(dòng)人類(lèi)智能邁向更高境界，推動(dòng)著(zhù)人類(lèi)各種生產(chǎn)工具的智能化和現代化，在廉價(jià)體力勞動(dòng)不斷被機器替代同時(shí)，越來(lái)越多的腦力勞動(dòng)者正在被智能工具所替代，人類(lèi)正在邁向第二次機器時(shí)代，其帶來(lái)產(chǎn)業(yè)變革和就業(yè)結構影響將超越過(guò)去300年工業(yè)化歷史。
基于新一代智能裝備生產(chǎn)組織方式將廣泛普及，從普及單機智能化到普及智能生產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間、智能工廠(chǎng)，其背后是龐大的、快速成長(cháng)的智能裝備市場(chǎng)。德國各界一直在探討以什么樣的方式抓住快速成長(cháng)的市場(chǎng)。
2)是技術(shù)機遇。
智能制造不僅需要單項技術(shù)突破，也需要各種技術(shù)綜合集成，而這正是德國的優(yōu)勢所在。面對全球新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合的趨勢，德國迎來(lái)了鞏固和強化技術(shù)優(yōu)勢的機遇。
具體來(lái)說(shuō)：
(1)是工業(yè)軟件優(yōu)勢。
工業(yè)軟件是智能裝備的核心和基礎，德國企業(yè)資源管理（ERP）、制造執行系統（MES）、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、可編程控制器（PLC）等核心工業(yè)軟件在全球都處于領(lǐng)導地位。
(2)是工業(yè)電子優(yōu)勢。
集成了傳感、計算、通信的工業(yè)電子是智能裝備的核心，這也是德國優(yōu)勢領(lǐng)域所在，一批德國企業(yè)在汽車(chē)電子、機械電子、機床電子、醫療電子等領(lǐng)域引領(lǐng)全球發(fā)展。三是制造技術(shù)優(yōu)勢。德國工業(yè)的基礎材料、基礎工藝、基礎裝備、基礎元器件核心技術(shù)領(lǐng)域一直在全球處于領(lǐng)先地位，機械出口占全球16%，居全球首位，其在創(chuàng )新性制造技術(shù)領(lǐng)域的研究、開(kāi)和生產(chǎn)，以及復雜工業(yè)過(guò)程管理領(lǐng)先性無(wú)人能比。傳統制造技術(shù)與工業(yè)軟件、工業(yè)電子技術(shù)的結合，為德國搶占智能裝備競爭制高點(diǎn)帶來(lái)了難的機遇。
3)是產(chǎn)業(yè)機遇。
裝備制造業(yè)是德國最具優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)，面對全球智能制造帶來(lái)的機遇，德國各界的共識是，要把握信息通信技術(shù)與裝備制造業(yè)融合的趨勢，瞄準全球快速成長(cháng)的智能工廠(chǎng)裝備市場(chǎng)，確保德國企業(yè)成為全球智能制造產(chǎn)業(yè)“領(lǐng)先的供應商”地位。
對于德國而言，這個(gè)市場(chǎng)是潛在的、也是現實(shí)的，沒(méi)有哪個(gè)國家比德國更有條件和優(yōu)勢發(fā)展智能制造。德國相關(guān)協(xié)會(huì )調查表明，60%的德國機械設備制造商確信他們的技術(shù)和產(chǎn)品競爭優(yōu)勢在未來(lái)五年會(huì )得到提高。正如德國所說(shuō)，歐洲、德國失去了互聯(lián)網(wǎng)的機遇，但不能失去物聯(lián)網(wǎng)的機遇，物聯(lián)網(wǎng)應用的主戰場(chǎng)是工業(yè)領(lǐng)域，德國不僅可以而且能夠在物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)變革中抓住機遇引領(lǐng)潮流。
3、領(lǐng)先意識
在新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革中，德國人有危機感，也看到新機遇，并試圖在工業(yè)領(lǐng)域繼續保持全球領(lǐng)先的地位，基本途徑就是，在向工業(yè)化4.0邁進(jìn)的過(guò)程中先發(fā)制人，與世界制造強國爭奪新科技產(chǎn)業(yè)革命的話(huà)語(yǔ)權，搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。具體來(lái)講，就是要實(shí)現五個(gè)領(lǐng)先：
1)是理念領(lǐng)先。
信息技術(shù)領(lǐng)域從來(lái)不缺乏新概念和新理念，但真正能夠被各界廣泛認可并快速傳播的發(fā)展理念屈指可數。物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、云計算、大數據等新一代信息技術(shù)廣泛普及并推進(jìn)生產(chǎn)方式變革，當各國紛紛提出數字化制造、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等制造業(yè)發(fā)展新理念時(shí)候，德國作為歐洲傳統的工業(yè)強國，需要一個(gè)既能繼承傳統工業(yè)發(fā)展思想、又能啟發(fā)未來(lái)工業(yè)趨勢的新理念，搶占發(fā)展理念的制高點(diǎn)，并引領(lǐng)德國工業(yè)繼續保持全球領(lǐng)導地位。
正是在這一背景下，德國工業(yè)4.0的概念出現了，這一概念最大的成功在于它把幾百年工業(yè)發(fā)展的歷史與現代信息技術(shù)趨勢進(jìn)行了完美的集成，它是繼承性與創(chuàng )新性的統一、理論性與通俗化的統一、嚴肅性與時(shí)尚性的統一，其傳播的速度、廣度、深度也超過(guò)了德國人的預期。
2)是技術(shù)領(lǐng)先。
當前，信息技術(shù)創(chuàng )新步伐不斷加快，正步入泛在、智能、集成的新階段。從計算、傳輸到處理，從感知、傳感到智能，泛在連接和普適計算已無(wú)所不在，云計算、大數據、人工智能、機器學(xué)習等驅動(dòng)人類(lèi)智能邁向更高境界，虛擬化技術(shù)、3D打印、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數據等技術(shù)將重構制造業(yè)技術(shù)體系。
德國提出“工業(yè)4.0”，其宗旨也是支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng )新，大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在制造業(yè)領(lǐng)域的應用，從而應對新一輪科技革命帶來(lái)的挑戰，以此搶占信息技術(shù)與工業(yè)融合發(fā)展中技術(shù)的制高點(diǎn)。3)是產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先。
在新一輪科技革命的影響下，全球新的產(chǎn)業(yè)分工體系和分工格局正在形成，基于信息物理系統（CPS）的智能工廠(chǎng)和智能制造模式正在引領(lǐng)制造方式的變革，全球研發(fā)設計、生產(chǎn)制造、服務(wù)交易等資源配置體系加速重組，網(wǎng)絡(luò )眾包、異地協(xié)同設計、大規模個(gè)性化定制、精準供應鏈管理等正在構建企業(yè)新的競爭優(yōu)勢，全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務(wù)等加速重構產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈新體系。
德國提出“工業(yè)4.0”，在智能生產(chǎn)體系的支撐下，重構全球的生產(chǎn)方式。德國信息技術(shù)、通訊、新媒體協(xié)會(huì )工業(yè)4.0部部長(cháng)說(shuō)，德國傳統工業(yè)的核心架構以及它在國際上的卓越地位，能夠與ICT技術(shù)結合并改革德國的傳統工業(yè)，德國希望在新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命浪潮中扮演主要角色。
3)是標準領(lǐng)先。
產(chǎn)品的智能化、裝備的智能化、生產(chǎn)的智能化、管理的智能化以及服務(wù)的智能化，迫切要求裝備、產(chǎn)品之間，裝備和人之間，以及企業(yè)、產(chǎn)品、用戶(hù)之間全流程、全方位、實(shí)時(shí)的互聯(lián)互通，實(shí)現數據信息的實(shí)時(shí)、準確交換、識別、處理、維護，研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)的高度協(xié)同對智能制造的標準化提出了新的要求，這就必須通過(guò)制定和執行許許多多的技術(shù)標準、服務(wù)標準、管理標準和安全標準，智能制造的標準體系是全球產(chǎn)業(yè)競爭的一個(gè)制高點(diǎn)，德國已搶先一步，制定了《“工業(yè)4.0”標準路線(xiàn)圖》，，以此搶占“工業(yè)4.0”標準化領(lǐng)域的制高點(diǎn)。
4)是市場(chǎng)領(lǐng)先。
鞏固并不斷擴大全球市場(chǎng)的優(yōu)勢是德國工業(yè)4.0的根本出發(fā)點(diǎn)，也是各界的共識。在“工業(yè)4.0”戰略中，德國采用了“領(lǐng)先的供應商戰略”與“領(lǐng)先的市場(chǎng)戰略”的雙重戰略來(lái)釋放市場(chǎng)潛力。
“領(lǐng)先的供應商戰略”強調德國裝備制造供應商要通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新和集成，不斷提供世界領(lǐng)先的技術(shù)解決方案，并藉此成為“工業(yè)4.0”產(chǎn)品的全球領(lǐng)先的開(kāi)發(fā)商、生廠(chǎng)商；“領(lǐng)先的市場(chǎng)戰略”強調將德國國內制造業(yè)作為主導市場(chǎng)加以培育，率先在德國國內制造企業(yè)加快推行“工業(yè)4.0”與部署信息物理網(wǎng)絡(luò )系統（CPS），進(jìn)一步壯大德國裝備制造業(yè)。
二、是什么？
與國際社會(huì )關(guān)于第三次工業(yè)革命的說(shuō)法不同，德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界認為，前三次工業(yè)革命的發(fā)生，分別源于機械化、電力和信息技術(shù)。
他們將18世紀引入機械制造設備定義為工業(yè)1.0，20世紀初的電氣化為2.0，始于20世紀70年代的生產(chǎn)工藝自動(dòng)化定義為3.0，而物聯(lián)網(wǎng)和制造業(yè)服務(wù)化迎來(lái)了以智能制造為主導第四次工業(yè)革命，或革命性的生產(chǎn)方法，即“工業(yè)4.0”。德國“工業(yè)4.0”戰略旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和信息物理系統（CPS）相結合的手段，推動(dòng)制造業(yè)向智能化轉型。主要表現在以下幾個(gè)方面：1、工業(yè)4.0是互聯(lián)
西門(mén)子、博世和蒂森克虜伯的專(zhuān)家在交流時(shí)都提到，工業(yè)4.0的核心是連接，要把設備、生產(chǎn)線(xiàn)、工廠(chǎng)、供應商、產(chǎn)品、客戶(hù)緊密地連接在一起。“工業(yè)4.0”適應了萬(wàn)物互聯(lián)的發(fā)展趨勢，將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施通過(guò)信息物理系統（CPS）形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò )，使得產(chǎn)品與生產(chǎn)設備之間、不同的生產(chǎn)設備之間以及數字世界和物理世界之間能夠互聯(lián)，使得機器、工作部件、系統以及人類(lèi)會(huì )通過(guò)網(wǎng)絡(luò )持續地保持數字信息的交流。
1)生產(chǎn)設備之間的互聯(lián)。
從工業(yè)2.0到工業(yè)3.0時(shí)代的重要標志是，單機智能設備的廣泛普及。工業(yè)4.0工作組把1969年第一個(gè)可編程邏輯控制器Modicon084的使用作為工業(yè)3.0的起點(diǎn)，其核心是各種數控機床、工業(yè)機器人自動(dòng)化設備在生產(chǎn)環(huán)節的推廣，我們可以把它理解為單機設備智能化水平不斷提升并廣泛普及推廣。
工業(yè)4.0的核心是單機智能設備的互聯(lián)，不同類(lèi)型和功能的智能單機設備的互聯(lián)組成智能生產(chǎn)線(xiàn)，不同的智能生產(chǎn)線(xiàn)間的互聯(lián)組成智能車(chē)間，智能車(chē)間的互聯(lián)組成智能工廠(chǎng)，不同地域、行業(yè)、企業(yè)的智能工廠(chǎng)的互聯(lián)組成一個(gè)制造能力無(wú)所不在的智能制造系統，這些單機智能設備、智能生產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間及智能工廠(chǎng)可以自由的、動(dòng)態(tài)的組合，以滿(mǎn)足不斷變化的制造需求，這是工業(yè)4.0區別與工業(yè)3.0的重要特征。
2)設備和產(chǎn)品的互聯(lián)。
正如德國總理默克爾在2014年漢諾威工博會(huì )上所講的，工業(yè)4.0的意味著(zhù)智能工廠(chǎng)能夠自行運轉，零件與機器可以進(jìn)行交流。由于產(chǎn)品和生產(chǎn)設備之間能夠通信，使得產(chǎn)品能理解制造的細節以及自己將被如何使用。同時(shí)，它們能協(xié)助生產(chǎn)過(guò)程，回答諸如“我是什么時(shí)候被制造的”、“哪組參數應該被用來(lái)處理我”、“我應該被傳送到哪”等等問(wèn)題。
3)虛擬和現實(shí)的互聯(lián)。
信息物理系統（CPS）是工業(yè)4.0的核心，它通過(guò)將物理設備連接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓物理設備具有計算、通信、控制、遠程協(xié)調和自治等五大功能，從而實(shí)現虛擬網(wǎng)絡(luò )世界與現實(shí)物理世界的融合。信息物理系統（CPS）可以將資源、信息、物體以及人緊密聯(lián)系在一起，從而創(chuàng )造物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)服務(wù)，并將生產(chǎn)工廠(chǎng)轉變?yōu)橐粋�(gè)智能環(huán)境，是實(shí)現設備、產(chǎn)品、人協(xié)調互動(dòng)的基礎。智能制造的核心在于實(shí)現機器智能和人類(lèi)智能協(xié)，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自感知、自適應、自診斷、自決策、自修復。
4)萬(wàn)物互聯(lián)（IOE，InternetofEverything）。
信息技術(shù)發(fā)展的終極目標是實(shí)現無(wú)所不在的連接，所有產(chǎn)品都將成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò )終端。萬(wàn)物互聯(lián)就是人、物、數據和程序通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接在一起，實(shí)現人類(lèi)社會(huì )所有人和人、人和物以及物和物之間的互聯(lián)，重構整個(gè)社會(huì )的生產(chǎn)工具、生產(chǎn)方式和生活場(chǎng)景。人們能夠以多種方式通過(guò)社交網(wǎng)絡(luò )聯(lián)接到互聯(lián)網(wǎng)，基于感知、傳輸、處理的各類(lèi)人造物將成為網(wǎng)絡(luò )的終端，人、物、數據在網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下進(jìn)行流程再造，基于物理世界感知和人群交互的在線(xiàn)化、實(shí)時(shí)化的數據與智能處理改變著(zhù)我們對外部世界的響應模式。
2、工業(yè)4.0是集成
“工業(yè)4.0”將無(wú)處不在的傳感器、嵌入式終端系統、智能控制系統、通信設施通過(guò)CPS形成一個(gè)智能網(wǎng)絡(luò )，使人與人、人與機器、機器與機器以及服務(wù)與服務(wù)之間能夠互聯(lián)，從而實(shí)現橫向、縱向和端對端的高度集成。集成是德國工業(yè)4.0的關(guān)鍵詞，也是長(cháng)期以來(lái)中國推動(dòng)兩化融合的關(guān)鍵詞。
在兩化融合評估體系中，將兩化融合分為起步階段、單項應用階段、綜合集成階段、協(xié)同創(chuàng )新階段等四個(gè)階段，綜合集成是信息化和工業(yè)化融合走向縱向重要標志，中國兩化融合主要強調了企業(yè)間的橫向集成和企業(yè)內部的縱向集成，而德國工業(yè)4.0增加了端到端的集成。1)縱向集成。
縱向集成不是一個(gè)新話(huà)題，伴隨著(zhù)信息技術(shù)與工業(yè)融合發(fā)展常講常新，換句話(huà)說(shuō)，企業(yè)信息化在各個(gè)部門(mén)發(fā)展階段的里程碑，就是企業(yè)內部信息流、資金流和物流的集成，是在哪一個(gè)層次、哪一個(gè)環(huán)節、哪一個(gè)水平上，是生產(chǎn)環(huán)節上的集成（如研發(fā)設計內部信息集成），還是跨環(huán)節的集成（如研發(fā)設計與制造環(huán)節的集成），還是產(chǎn)品全生命周期的（如產(chǎn)品研發(fā)、設計、計劃、工藝到生產(chǎn)、服務(wù)的全生命周期的信息集成）。工業(yè)4.0所要追求的就是在企業(yè)內部實(shí)現所有環(huán)節信息無(wú)縫鏈接，這是所有智能化的基礎。
2)橫向集成。
在市場(chǎng)競爭牽引和信息技術(shù)創(chuàng )新驅動(dòng)下，每一個(gè)企業(yè)都是在追求生產(chǎn)過(guò)中的信息流、資金流、物流無(wú)縫鏈接與有機協(xié)同，在過(guò)去這一目標主要集中在企業(yè)內部，但現在這一遠遠不夠了，企業(yè)要實(shí)現新的目標：從企業(yè)內部的信息集成向產(chǎn)業(yè)鏈信息集成，從企業(yè)內部協(xié)同研發(fā)體系到企業(yè)間的研發(fā)網(wǎng)絡(luò )，從企業(yè)內部的供應鏈管理與企業(yè)間的協(xié)同供應鏈管理，從企業(yè)內部的價(jià)值鏈重構向企業(yè)間的價(jià)值鏈重構。
橫向集成是企業(yè)之間通過(guò)價(jià)值鏈以及信息網(wǎng)絡(luò )所實(shí)現的一種資源整合，為實(shí)現各企業(yè)間的無(wú)縫合作，提供實(shí)時(shí)產(chǎn)品與服務(wù)，推動(dòng)企業(yè)間研產(chǎn)供銷(xiāo)、經(jīng)營(yíng)管理與生產(chǎn)控制、業(yè)務(wù)與財務(wù)全流程的無(wú)縫銜接和綜合集成，實(shí)現產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理等在不同的企業(yè)間的信息共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。
3)端到端集成。
從某種意義上來(lái)講，端到端的集成是一個(gè)新理念，各界對于端到端集成有不同的理解。所謂端到端就是圍繞產(chǎn)品全生命周期的價(jià)值鏈創(chuàng )造，通過(guò)價(jià)值鏈上不同企業(yè)資源的整合，實(shí)現從產(chǎn)品設計、生產(chǎn)制造、物流配送、使用維護的產(chǎn)品全生命周期的管理和服務(wù)，它以產(chǎn)品價(jià)值鏈創(chuàng )造集成供應商（一級、二級、三級……）、制造商（研發(fā)、設計、加工、配送）、分銷(xiāo)商（一級、二級、三級……）以及客戶(hù)信息流、物流和資金流，在為客戶(hù)提供更有價(jià)值的產(chǎn)品和服務(wù)同時(shí)，重構產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的價(jià)值體系。
3、工業(yè)4.0是數據
德國機械設備制造業(yè)協(xié)會(huì )及SAP的專(zhuān)家在交流時(shí)都提出，工業(yè)4.0的核心就是數據。SAP高級副總裁柯曼說(shuō)，企業(yè)數據分析就像汽車(chē)的后視鏡，開(kāi)車(chē)沒(méi)有后視鏡就沒(méi)有安全感，但更重要的是車(chē)的前檔風(fēng)玻璃——對實(shí)時(shí)數據的精準分析。
從工業(yè)1.0、2.0、3.0演進(jìn)的角度來(lái)看，這一認識不無(wú)道理，數據是區別于傳統工業(yè)生產(chǎn)體系的本質(zhì)特征。在“工業(yè)4.0”時(shí)代，制造企業(yè)的數據將會(huì )呈現爆炸式增長(cháng)態(tài)勢。
隨著(zhù)信息物理系統（CPS）的推廣、智能裝備和終端的普及以及各種各樣傳感器的使用，將會(huì )帶來(lái)無(wú)所不在的感知和無(wú)所不在的連接，所有的生產(chǎn)裝備、感知設備、聯(lián)網(wǎng)終端，包括生產(chǎn)者本身都在源源不斷地產(chǎn)生數據，這些數據將會(huì )滲透到企業(yè)運營(yíng)、價(jià)值鏈乃至產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，是工業(yè)4.0和制造革命的基石。
1)產(chǎn)品數據。
包括設計、建模、工藝、加工、測試、維護、產(chǎn)品結構、零部件配置關(guān)系、變更記錄等數據。產(chǎn)品的各種數據被記錄、傳輸、處理和加工，使得產(chǎn)品全生命周期管理成為可能，也為滿(mǎn)足個(gè)性化的產(chǎn)品需求提供了條件。首先，外部設備將不再是記錄產(chǎn)品數據的主要手段，內嵌在產(chǎn)品中的傳感器將會(huì )獲取更多的、實(shí)時(shí)的產(chǎn)品數據，使得產(chǎn)品管理能夠貫穿需求、設計、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、售后到淘汰報廢的全部生命歷程。其次，企業(yè)與消費者之間的交互和交易行為也將產(chǎn)生大量數據，挖掘和分析這些數據，能夠幫助消費者參與到產(chǎn)品的需求分析和產(chǎn)品設計、柔性加工等創(chuàng )新活動(dòng)中。
2)運營(yíng)數據。
包括組織結構、業(yè)務(wù)管理、生產(chǎn)設備、市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)、質(zhì)量控制、生產(chǎn)、采購、庫存、目標計劃、電子商務(wù)等數據。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)所不在的傳感、連接，帶來(lái)了無(wú)所不在的數據，這些數據會(huì )創(chuàng )新企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運營(yíng)、營(yíng)銷(xiāo)和管理方式。首先，生產(chǎn)線(xiàn)、生產(chǎn)設備的數據可以用于對設備本身進(jìn)行實(shí)時(shí)監控，同時(shí)生產(chǎn)所產(chǎn)生的數據反饋至生產(chǎn)過(guò)程中，使得工業(yè)控制和管理最優(yōu)化。其次，通過(guò)對采購、倉儲、銷(xiāo)售、配送等供應鏈環(huán)節上的數據采集和分析，將帶來(lái)效率的大幅提升和成本的大幅下降，并將極大地減少庫存，改進(jìn)和優(yōu)化供應鏈。再次，利用銷(xiāo)售數據、供應商數據的變化，可以動(dòng)態(tài)調整優(yōu)化生產(chǎn)、庫存的節奏和規模。此外，基于實(shí)時(shí)感知的能源管理系統，能夠在生產(chǎn)過(guò)程中不斷實(shí)時(shí)優(yōu)化能源效率。
3)價(jià)值鏈數據。
包括客戶(hù)、供應商、合作伙伴等數據。企業(yè)在當前全球化的經(jīng)濟環(huán)境中參與競爭，需要全面地了解技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)作業(yè)、采購銷(xiāo)售、服務(wù)、內外部后勤等環(huán)節的競爭力要素。
大數據技術(shù)的發(fā)展和應用，使得價(jià)值鏈上各環(huán)節數據和信息能夠被深入分析和挖掘，為企業(yè)管理者和參與者提供看待價(jià)值鏈的全新視角，使得企業(yè)有機會(huì )把價(jià)值鏈上更多的環(huán)節轉化為企業(yè)的戰略?xún)?yōu)勢。例如，汽車(chē)公司大數據提前預測到哪些人會(huì )購買(mǎi)特定型號的汽車(chē)，從而實(shí)現目標客戶(hù)的響應率提高了15%至20%，客戶(hù)忠誠度提高7%。
4)外部數據。
包括經(jīng)濟運行、行業(yè)、市場(chǎng)、競爭對手等數據。為了應對外部環(huán)境變化所帶來(lái)的風(fēng)險，企業(yè)必須充分掌握外部環(huán)境的發(fā)展現狀以增強自身的應變能力。大數據分析技術(shù)在宏觀(guān)經(jīng)濟分析、行業(yè)市場(chǎng)調研中得到了越來(lái)越廣泛的應用，已經(jīng)成為企業(yè)提升管理決策和市場(chǎng)應變能力的重要手段。少數領(lǐng)先的企業(yè)已經(jīng)通過(guò)為包括從高管到營(yíng)銷(xiāo)甚至車(chē)間工人在內的員工提供信息、技能和工具，引導員工更好、更及時(shí)地在“影響點(diǎn)”做出決策。
4、工業(yè)4.0是創(chuàng )新
“工業(yè)4.0”的實(shí)施過(guò)程實(shí)際上就是制造業(yè)創(chuàng )新發(fā)展的過(guò)程，制造技術(shù)、產(chǎn)品、模式、業(yè)態(tài)、組織等方面的創(chuàng )新將會(huì )層出不窮。
1)技術(shù)創(chuàng )新。
未來(lái)工業(yè)4.0的技術(shù)創(chuàng )新在三條軌道上進(jìn)行，一是新型傳感器、集成電路、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)、大數據在信息技術(shù)創(chuàng )新體系中不斷演進(jìn)，并為新技術(shù)在其它行業(yè)的不斷融合滲透奠定技術(shù)基礎。二是傳統工業(yè)在信息化創(chuàng )新環(huán)境中，不斷優(yōu)化創(chuàng )新流程、創(chuàng )新手段和創(chuàng )新模式，在既有的技術(shù)路線(xiàn)上不斷演進(jìn)。三是傳統工業(yè)與信息技術(shù)的融合發(fā)展，它既包括信息物理空間（CPS）、智能工廠(chǎng)整體解決方案等一系綜合集成技術(shù)，也包括集成工業(yè)軟硬件的各種嵌入式系統、虛擬制造、工業(yè)應用電子等單項技術(shù)突破。
2)產(chǎn)品創(chuàng )新。
信息通信技術(shù)不斷融入工業(yè)裝備中，推動(dòng)著(zhù)工業(yè)產(chǎn)品向數字化、智能化方向發(fā)展，使產(chǎn)品結構不斷優(yōu)化升級。一方面，傳統的汽車(chē)、船舶、家居的智能化創(chuàng )新步伐加快，如汽車(chē)正進(jìn)入“全面感知+可靠通信+智能駕駛”的新時(shí)代，萬(wàn)物互聯(lián)（IOE）時(shí)代正在到來(lái)。另一方面，制造裝備從單機智能化向智能生產(chǎn)線(xiàn)、智能車(chē)間到智能工廠(chǎng)演進(jìn)，提供工廠(chǎng)級的系統化、集成化、成套化的生產(chǎn)裝備成為產(chǎn)品創(chuàng )新的重要方向。
3)模式創(chuàng )新。
“工業(yè)4.0”將發(fā)展出全新的生產(chǎn)模式、商業(yè)模式。首先在生產(chǎn)模式層面，“工業(yè)4.0”對傳統工業(yè)提出了新的挑戰，要求從過(guò)去的“人腦分析判斷+機器生產(chǎn)制造”的方式轉變?yōu)?ldquo;機器分析判斷+機器生產(chǎn)制造”的方式，基于信息物理系統（CPS）的智能工廠(chǎng)和智能制造模式正在引領(lǐng)制造方式的變革。
其次在商業(yè)模式層面，“工業(yè)4.0”的“網(wǎng)絡(luò )化制造”、“自我組織適應性強的物流”和“集成客戶(hù)的制造工程”等特征，也使得它追求新的商業(yè)模式以率先滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)的商業(yè)網(wǎng)絡(luò )而非單個(gè)公司，網(wǎng)絡(luò )眾包、異地協(xié)同設計、大規模個(gè)性化定制、精準供應鏈管理等新型智能制造模式將加速構建產(chǎn)業(yè)競爭新優(yōu)勢。4)業(yè)態(tài)創(chuàng )新。
伴隨信息等技術(shù)升級應用，從現有產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中衍生疊加出的新環(huán)節新活動(dòng)，將會(huì )發(fā)展成為新的業(yè)態(tài)，進(jìn)一步來(lái)講在新市場(chǎng)需求的拉動(dòng)下，將會(huì )形成引發(fā)產(chǎn)業(yè)體系重大變革的產(chǎn)業(yè)。就目前來(lái)看，工業(yè)云服務(wù)、工業(yè)大數據應用、物聯(lián)網(wǎng)應用都有可能成為或者催生出一些新的產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)。制造與服務(wù)融合的趨勢，使得全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務(wù)等加速重構產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈新體系。
5)組織創(chuàng )新。
在工業(yè)4.0時(shí)代，很多企業(yè)將會(huì )利用信息技術(shù)手段和現代管理理念，進(jìn)行業(yè)務(wù)流程重組和企業(yè)組織再造，現有的組織體系將會(huì )被改變，符合智能制造要求的組織模式將會(huì )出現�；谛畔⑽锢硐到y（CPS）的智能工廠(chǎng)將會(huì )加快普及，進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化和再造。
企業(yè)組織管理創(chuàng )新，也是兩化融管理體系標準的重要內容，在兩化融合管理體系的九大原則、四大核心要素、四個(gè)管理域中都涉及到，如何圍繞企業(yè)獲取可續的競爭優(yōu)勢，不斷優(yōu)化企業(yè)的業(yè)務(wù)流程和組織架構。
從實(shí)踐的角度來(lái)看，國內企業(yè)在組織創(chuàng )新方面做了很多積極的探索，海爾張瑞敏提出企業(yè)無(wú)邊界、組織無(wú)領(lǐng)導、供應鏈無(wú)中心等新的管理理念。華為任正非提出讓聽(tīng)見(jiàn)炮火的人指揮戰斗，作戰的基本單元要從師一級縮小到旅、團、營(yíng)、連，一直到班，以后的戰爭是“班長(cháng)的戰爭”。
5、工業(yè)4.0是轉型
在“工業(yè)4.0”時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)和（服）務(wù)聯(lián)網(wǎng)將滲透到工業(yè)的各個(gè)環(huán)節，形成高度靈活、個(gè)性化、智能化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式，推動(dòng)生產(chǎn)方式向大規模定制、服務(wù)型制造、創(chuàng )新驅動(dòng)轉變。
1)從大規模生產(chǎn)向個(gè)性化定制轉型。
“工業(yè)4.0”給生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)了極大的自由度與靈活性，通過(guò)在設計、供應鏈、制造、物流、服務(wù)等各個(gè)環(huán)節植入用戶(hù)參與界面，新的生產(chǎn)體系能夠實(shí)現每個(gè)客戶(hù)、每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行不同設計、零部件采購、安排生產(chǎn)計劃、實(shí)施制造加工、物流配送，極端情況下可以實(shí)現個(gè)性化的單件制造，問(wèn)題的關(guān)鍵是，設計、制造、配送單件產(chǎn)品是盈利的。
在這一過(guò)程中，用戶(hù)由部分參與向全程參與轉變，用戶(hù)不僅出現在生產(chǎn)流程的兩端，而且廣泛、實(shí)時(shí)參與生產(chǎn)和價(jià)值創(chuàng )造的全過(guò)程。實(shí)現真正的個(gè)性化定制將是一個(gè)漫長(cháng)而艱辛的過(guò)程，這一進(jìn)程只有起點(diǎn)沒(méi)有終點(diǎn)。這次去德國考察工業(yè)4.0，德國相關(guān)機構提供了幾個(gè)可供參觀(guān)的工業(yè)4.0典型企業(yè)，其中一家企業(yè)的材料給我留下了深刻的影響，它介紹說(shuō)工業(yè)4.0幫助企業(yè)建立了極多品種的極少量生產(chǎn)模式，這是我們后來(lái)考慮去這家企業(yè)參觀(guān)學(xué)習的重要原因。
2)從生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉型。
服務(wù)型制造是工業(yè)4.0理念中工業(yè)未來(lái)轉型的重要方向，越來(lái)越多的制造型企業(yè)圍繞產(chǎn)品全生命周期的各個(gè)環(huán)節不斷融入能夠帶來(lái)市場(chǎng)價(jià)值的增值服務(wù)，以此實(shí)現從傳統的提供制造業(yè)產(chǎn)品向提供融入了大量服務(wù)要素的產(chǎn)品與服務(wù)組合轉變。事實(shí)上，在德國工業(yè)4.0概念提出之前，服務(wù)型制造的理念已得到廣泛認同。
關(guān)于制造業(yè)服務(wù)化，我之前曾出版了一本專(zhuān)著(zhù)《制造業(yè)服務(wù)路線(xiàn)圖：機理、模式與選擇》，提出服務(wù)型制造的四種基本模式。圍繞增強產(chǎn)品效能，拓展在線(xiàn)維護、個(gè)性化設計等服務(wù)，圍繞提高產(chǎn)品交易便捷性，拓展融資租賃、現代物流和電子商務(wù)等服務(wù)，圍繞提高產(chǎn)品線(xiàn)效能，提供專(zhuān)業(yè)化產(chǎn)品集成服務(wù)，圍繞客戶(hù)全方位需求，實(shí)現從基于產(chǎn)品的服務(wù)到基于需求的服務(wù)。
在與德國三個(gè)大協(xié)會(huì )以及西門(mén)子、博世、蒂森克虜伯等企業(yè)交流時(shí)，他們都從不同角度提出，推動(dòng)制造業(yè)服務(wù)化轉型是工業(yè)4.0的核心理念。
3)從要素驅動(dòng)向創(chuàng )新驅動(dòng)轉型。
以廉價(jià)勞動(dòng)力、大規模資本投入的傳統要素驅動(dòng)發(fā)展模式將難以為繼，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數據等新一代信息技術(shù)在制造業(yè)的集成應用，帶來(lái)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同開(kāi)放創(chuàng )新，帶來(lái)了用戶(hù)參與式創(chuàng )新，帶來(lái)了制造業(yè)技術(shù)、產(chǎn)品、工藝、服務(wù)的全方位創(chuàng )新，不斷催生和孕育出新技術(shù)、新業(yè)態(tài)和新模式，從而激發(fā)整個(gè)社會(huì )的創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)激情，加快從傳統的要素驅動(dòng)向創(chuàng )新驅動(dòng)轉型。
小結：工業(yè)4.0的本質(zhì)是提升企業(yè)、行業(yè)、國家的競爭優(yōu)勢
最后，如果要對工業(yè)4.0是什么做一個(gè)小結的話(huà)，我想說(shuō)，工業(yè)4.0是的一個(gè)發(fā)展的概念、是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念，工業(yè)4.0是一個(gè)理解未來(lái)信息技術(shù)與工業(yè)融合發(fā)展的多棱鏡，站在不同的角度會(huì )有不同的理解，工業(yè)4.0是互聯(lián)，是集成，是數據，是創(chuàng )新，是服務(wù)，是轉型；工業(yè)4.0是是CPS，是智能工廠(chǎng)，是智能制造；工業(yè)4.0是國家戰略，是企業(yè)行為。
但從根本上來(lái)講，“工業(yè)4.0”是一種在信息技術(shù)發(fā)展到新階段產(chǎn)生的新的工業(yè)發(fā)展模式。從終極目標來(lái)看，工業(yè)4.0不能為技術(shù)而技術(shù)，核心在于提高企業(yè)、行業(yè)乃至國家的整體競爭力。
從企業(yè)來(lái)看，通過(guò)“工業(yè)4.0”可以實(shí)現勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅提高，產(chǎn)品創(chuàng )新速度加快，滿(mǎn)足個(gè)性化需求，減少能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加值大幅，增強企業(yè)核心競爭力顯著(zhù)；從行業(yè)來(lái)看，通過(guò)“工業(yè)4.0”可以建立起高度協(xié)作的創(chuàng )新服務(wù)體系，提高整個(gè)行業(yè)的資源配置和運行效率；從政府來(lái)看，通過(guò)“工業(yè)4.0”進(jìn)一步鞏固德國制造業(yè)優(yōu)勢，搶占新一輪產(chǎn)業(yè)競爭的制高點(diǎn)。
來(lái)源：OFweek
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